Hace unas semanas, cubrimos las características de los algoritmos de consenso primarios y ejemplos de los proyectos de blockchain que utilizan estos mecanismos. Sin embargo, la industria de la criptografía no se limita al uso de mecanismos de consenso populares, como PoW (Prueba de trabajo) y PoS (Prueba de participación). Los proyectos de blockchain buscan constantemente soluciones alternativas para mejorar su tokenómica. Se incentiva a las startups a mejorar sus modelos de negocio y, en el proceso, desarrollan e implementan nuevos algoritmos, además de actualizar los existentes con la esperanza de revitalizarlos. El artículo de hoy está dedicado a estos mecanismos alternativos de consenso..

Algoritmos bizantinos de tolerancia a fallos (BFT) 

La tolerancia a fallos bizantina (BFT) es una función de red distribuida que permite llegar a un consenso incluso si algunos nodos de la red proporcionan información incorrecta o no responden. El propósito del mecanismo BFT es asegurar el sistema y evitar fallas mediante el uso de la toma de decisiones colectiva (tanto de los nodos operativos como defectuosos), así como de reducir el impacto de los nodos defectuosos. El BFT se deriva del “Problema de los generales bizantinos” (comunicación entre varias partes remotas que reciben órdenes de un solo centro).

Estos son los principales mecanismos basados ​​en BFT:

– Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) es un protocolo de consenso clásico original que utiliza dos rondas de votación. Fue introducido a fines de la década de 1990 por Barbara Liskov y Miguel Castro. El protocolo está diseñado para funcionar de manera eficiente en redes asincrónicas y optimizado para reducir los costos generales. Una comprensión de alto nivel de cómo dos rondas de votación brindan seguridad a la red es la base de todos los protocolos de consenso clásicos. El alcance incluye computación distribuida y blockchain. Por ejemplo, Zilliqa usa PBFT en combinación con PoW, mientras que Tendermint combina DPoS y PBFT. 

Ventajas: eficiencia energética, baja dispersión de las recompensas y ausencia de requisitos para múltiples confirmaciones de transacciones.. 

Contras: vulnerabilidad a los ataques de Sybil y escasa escalabilidad.

– La tolerancia a fallas bizantinas delegada (DBFT) fue desarrollada en base al mecanismo PBFT por el equipo de NEO. Combina las características de los protocolos PBFT y DPoS. Cada usuario de la cadena de bloques NEO puede seleccionar delegados. Además, este algoritmo se distingue por el desarrollo de la irreversibilidad, definiendo que todas las transacciones son 100% definitivas después de la primera confirmación. Las transacciones en cadena son triviales, se ejecutan mucho más rápido ya que se construyen de acuerdo con los requisitos reglamentarios y comerciales. 

Ventajas: alto rendimiento, eficiencia energética, irreversibilidad. 

Contras: alto nivel de centralización y falta de anonimato.

– Tolerancia a fallas bizantinas verificables (VBFT) es un nuevo algoritmo de consenso que combina PoS clásico, función aleatoria verificable (VRF) y tolerancia a fallas bizantinas (BFT). Este mecanismo está diseñado específicamente para los requisitos de la plataforma ONTology. VBFT puede admitir la escalabilidad de los grupos de consenso, utiliza VRF para garantizar la aleatoriedad y la equidad de la generación del conjunto de consenso y, finalmente, asegura el logro rápido del estado final. A diferencia de DBFT, este algoritmo elimina el riesgo de centralización. En el futuro, Ontology planea que el algoritmo de consenso VBFT sea capaz de admitir hasta 2401 nodos, al tiempo que alcanza el consenso en menos de 10 segundos.. 

Ventajas: sin riesgo de centralización, alto nivel de escalabilidad y resistencia a los ataques. 

Contras: el uso del algoritmo se limita a ONchain y al proyecto ONTology.

Mecanismos alternativos de consenso

– Prueba de actividad es un algoritmo de consenso que garantiza la autenticidad de las transacciones y asegura que los mineros lleguen a un consenso. Esta es una combinación de PoW y PoS. Los conceptos básicos de la minería siguen siendo los mismos, y los mineros compiten para resolver el rompecabezas y recibir recompensas. Al mismo tiempo, los bloques encontrados no incluyen transacciones. De hecho, son plantillas de información con el título y la dirección de recompensa del bloque. Después de encontrar un bloque prácticamente vacío, el sistema se refiere al algoritmo PoS. La información en el encabezado se utiliza para seleccionar aleatoriamente los validadores para firmar el bloque. Solo los poseedores de tokens pueden actuar como validadores, y cuantas más monedas tengan, más posibilidades hay de firmar un bloque y recibir la recompensa. Una vez que los validadores firman el bloque, se convierte en un elemento confirmado de la cadena. La tarifa de seguridad de la red se distribuye entre el minero ganador y los validadores que han firmado el bloque. Este mecanismo es utilizado por los proyectos Decred y Espers. 

Ventajas: la prevención de la posibilidad del ataque del 51%

Contras: alto consumo de energía, similar al PoW.

– Proof of Burn (PoB) es un protocolo de consenso alternativo destinado a resolver el problema del consumo de energía en PoW. A veces incluso se describe como PoW que no consume energía. Actúa de acuerdo con la política de apoyo de los mineros para “quemar” o “destruir” monedas, lo que les permite registrar bloques según el número de monedas quemadas. En otras palabras, al quemar monedas, los usuarios pueden mostrar su lealtad a la red, obteniendo la capacidad de “minar” y verificar transacciones. El método de quemar monedas representa el poder de la minería virtual. Cuantas más monedas utilice un usuario para respaldar el sistema, más poder de extracción tiene y, por lo tanto, más posibilidades tiene de ser seleccionado como el próximo validador de bloque. Este protocolo es utilizado por Counterparty, Slimcoin y Factom. 

Ventajas: se incentiva el enfoque minero a largo plazo

Contras: nos enfrentamos nuevamente al problema de la centralización.

– Proof of Importance (PoI) es un mecanismo de consenso introducido por NEM. PoI se basa en PoS, pero su característica distintiva radica en el hecho de que recompensa a los usuarios que realizan transacciones de forma activa en la red. Para tener derecho a crear bloques mediante el mecanismo de consenso de PoI, los nodos deben transmitir una cierta cantidad de monedas y se seleccionan de acuerdo con la cantidad de puntos que determinan su contribución a la red. En PoS, esto depende de la cantidad total de monedas almacenadas, pero en PoI, la estimación incluye una variedad de variables. Los cálculos se extraen de las matemáticas de la agrupación en clústeres de redes y el rango de página.. 

Ventajas: se incentiva la actividad de la red en lugar de la acumulación de activos en PoS

Contras: la creación de bloques no requiere ningún recurso y puede usarse de manera injusta.

– Proof of History (PoH) es un algoritmo verdaderamente innovador. La solución fue presentada por el proyecto Solana con el fin de eliminar finalmente un problema de validez de las marcas de tiempo en redes distribuidas. A diferencia de usar el método establecido con marcas de tiempo, uno puede asegurarse de que la acción se realice en un momento determinado después de una acción, pero antes de otra. A través de Prueba de Historia, podemos asegurarnos de que una determinada acción tuvo lugar en un determinado momento, antes o después de otra acción. Esto es posible sin el uso de marcas de tiempo o estructuras de sincronización externas. La confirmación del historial es una función de retardo verificable de alta frecuencia. Esto significa que la función requiere una secuencia de pasos para obtener y evaluar la singularidad y confiabilidad del valor publicado. La implementación de Solana ejecuta la función que utiliza un sistema de hash secuencial resistente a preimágenes (imágenes de hashes previamente preparados). Por tanto, la salida de la transacción aparece como la entrada de la transacción posterior. Posteriormente, el contador actual, el estado y la salida se registran periódicamente. Las claras ventajas son la escalabilidad y la erradicación del problema de validez de las marcas de tiempo. Por el momento, es bastante difícil señalar las deficiencias obvias del protocolo debido a la novedad de esta solución..

Resumen

La tecnología Blockchain aún está en desarrollo. Por lo tanto, el resultado natural es que la cuestión del protocolo de consenso “correcto” todavía se encuentra en la etapa de discusión y controversia. Muchas consideraciones críticas, como el nivel de descentralización, resaltan el espíritu de blockchain como tecnología. Al menos por el momento, no hay coherencia en el algoritmo de consenso “correcto”, lo que significa que no veremos más que una competencia intensa en el futuro cercano..

Mike Owergreen Administrator
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